美國國家標準與技術(shù)研究所（NIST）與田納西理工大學（TTU）的Duck Bong Kim合作進行了一項研究，以解決金屬3D打印面臨的三大挑戰(zhàn)。這項研究已經(jīng)在線發(fā)表在《Smart Sustainable Manufacturing Systems》雜志上。

研究人員提出的方法最終可能會為3D打印金屬件形成一個標準以及幫助增材制造通過通常被視為進步的主要障礙的認證過程。

解決重復(fù)性問題

毋庸置疑的是，基于激光的金屬3D打印技術(shù)能制造復(fù)雜而獨特的金屬部件，但保證這種制造的可重復(fù)性以讓客戶在各個批次中拿到相同的產(chǎn)品卻是一個挑戰(zhàn)。

針對這個問題，NIST和TTU的解決方案是納入更多打印信息。研究人員進行了三次不同的測試，每一次測試都比前一次多了一些打印數(shù)據(jù)。

基礎(chǔ)測試

在第一個案例研究中，研究人員設(shè)置了這樣一個場景：一名客戶分別從一家提供電子束熔融（EBM）的公司和另一家提供直接金屬激光燒結(jié)（DMLS）的公司訂購一個金屬3D打印件，并且只提供了打印對象的.stl文件以及規(guī)定了打印材料 - 鈦/鋁合金Ti6Al4V。

3D打印結(jié)果顯示，兩家公司的打印件出現(xiàn)不一致，原因是使用了不同的工藝和計劃，如支撐結(jié)構(gòu)的位置、模型如何切片以及不同3D打印機使用的不同掃描策略。

第二次測試

在第二個案例研究中，支撐結(jié)構(gòu)和切片信息被增加進來，客戶則向3家不同的EBM 3D打印提供商訂購一個相同的零件。

通過對比三個3D打印件，研究人員發(fā)現(xiàn)它們在形狀、顏色和質(zhì)地方面相當，但在表面粗糙度方面仍存在差異。

最終測試

在最終案例研究中，研究人員又增加了后處理信息、測試計劃和平均表面粗糙度。在這種情況下生產(chǎn)的兩個樣品“顯示出三次測試中最少的差異”，證明“已建立的數(shù)據(jù)包和數(shù)字線程為未來的驗證和一致性方法提供了一個構(gòu)建基礎(chǔ)”。

全球制造公司捷普科技正在將3D打印中的數(shù)字化線程概念納入建模軟件中，以確保更好的部件質(zhì)量。

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